KR20190107217A - 이미지-적응 톤 맵핑 방법 및 이를 채용한 표시 장치 - Google Patents

이미지-적응 톤 맵핑 방법 및 이를 채용한 표시 장치 Download PDF

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Abstract

이미지-적응 톤 맵핑 방법은 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브를 도출하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하며, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면 톤 맵핑 커브 및 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브를 생성하고, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면 톤 맵핑 커브를 최종 톤 맵핑 커브로 결정하며, 이미지 프레임에 최종 톤 맵핑 커브를 적용하여 톤 맵핑을 수행한다.

Description

이미지-적응 톤 맵핑 방법 및 이를 채용한 표시 장치{METHOD OF PERFORMING AN IMAGE-ADAPTIVE TONE MAPPING AND DISPLAY DEVICE EMPLOYING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 이미지 프레임에 톤 맵핑(tone mapping)을 수행하여 이미지 프레임의 명암비를 향상시키는 이미지-적응 톤 맵핑 방법 및 이를 채용한 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 표시 장치는 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행하여 이미지 프레임의 명암비를 향상시킴으로써 이미지 품질을 높이고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 RGB 신호를 YCbCr 신호로 변환하고, YCbCr 신호를 톤 맵핑 커브에 기초하여 Y'Cb'Cr' 신호로 변환하며, Y'Cb'Cr' 신호를 R'G'B' 신호로 변환하고, R'G'B' 신호에 기초하여 이미지 프레임을 표시하는 방식으로 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행할 수 있다. 한편, 표시 장치는 매 이미지 프레임마다 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호를 분석하여 톤 맵핑 커브를 결정하는데, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에 상응하는 데이터 신호들은 서로 비슷하기 때문에, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에는 유사한 톤 맵핑 커브들이 결정되는 것이 일반적이다. 그러나, 경우에 따라(예를 들어, 이미지 프레임의 경계 영역에 전체 휘도에 영향을 줄 수 있는 작은 부분이 표시되는 등), 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들임에도 불구하고 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브들이 결정될 수도 있다. 이러한 경우, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브들이 적용되어 톤 맵핑이 수행되기 때문에, 표시 패널 상에서 이미지 프레임들 사이에 휘도(또는, 밝기) 차이가 크게 날 수 있고, 이러한 휘도 차이는 사용자가 인지 가능한 플리커(flicker)를 발생시킬 수 있다. 이에, 종래의 표시 장치에서는 이미지 프레임에 톤 맵핑이 수행됨에 따라 오히려 이미지 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 목적은 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행함에 있어 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있는 이미지-적응 톤 맵핑 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 이미지-적응 톤 맵핑 방법을 채용함으로써 사용자에게 고품질의 이미지를 제공할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브를 도출하는 단계, 상기 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교하여 상기 이미지 프레임과 상기 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하는 단계, 상기 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 상기 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브 및 상기 톤 맵핑 커브에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 단계, 상기 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면, 상기 톤 맵핑 커브를 상기 최종 톤 맵핑 커브로 결정하는 단계, 및 상기 이미지 프레임에 상기 최종 톤 맵핑 커브를 적용하여 톤 맵핑을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 데이터 신호와 상기 이전 데이터 신호는 RGB 신호들일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 톤 맵핑 커브를 도출하는 단계는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하는 단계, 상기 휘도 신호에 기초하여 상기 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균을 계산하는 단계, 및 상기 전계조 휘도 평균, 상기 저계조 휘도 평균 및 상기 고계조 휘도 평균에 기초하여 상기 톤 맵핑 커브에 상응하는 톤 맵핑 함수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 전계조 휘도 평균은 상기 표시 패널에 포함된 화소들의 화소 휘도들의 평균으로 계산되고, 상기 화소들은 상기 화소 휘도가 상기 전계조 휘도 평균보다 큰 고계조 휘도 화소들과 상기 화소 휘도가 상기 전계조 휘도 평균보다 작은 저계조 휘도 화소들로 구분될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 저계조 휘도 평균은 상기 저계조 휘도 화소들의 상기 화소 휘도들의 평균으로 계산되고, 상기 고계조 휘도 평균은 상기 고계조 휘도 화소들의 상기 화소 휘도들의 평균으로 계산될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하는 단계는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호, 블루 색차 신호 및 레드 색차 신호를 추출하는 단계, 상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호, 이전 블루 색차 신호 및 이전 레드 색차 신호를 추출하는 단계, 상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이, 상기 블루 색차 신호와 상기 이전 블루 색차 신호 사이의 블루 색차 차이 및 상기 레드 색차 신호와 상기 이전 레드 색차 신호 사이의 레드 색차 차이를 계산하는 단계, 및 상기 휘도 차이, 상기 블루 색차 차이 및 상기 레드 색차 차이에 기초하여 상기 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 휘도 차이가 기준 휘도 차이보다 작고, 상기 블루 색차 차이가 기준 블루 색차 차이보다 작으며, 상기 레드 색차 차이가 기준 레드 색차 차이보다 작으면, 상기 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 휘도 차이가 상기 기준 휘도 차이보다 크거나, 상기 블루 색차 차이가 상기 기준 블루 색차 차이보다 크거나 또는 상기 레드 색차 차이가 상기 기준 레드 색차 차이보다 크면, 상기 장면 전환이 발생한 것으로 판단될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 단계는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하는 단계, 상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하는 단계, 상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하는 단계, 상기 톤 맵핑 커브를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 단계는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하는 단계, 상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하는 단계, 상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하는 단계, 상기 휘도 차이가 제1 기준 휘도 차이보다 작으면, 상기 톤 맵핑 커브를 향해 최소 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하는 단계, 상기 휘도 차이가 상기 제1 기준 휘도 차이보다 큰 제2 기준 휘도 차이보다 크면, 상기 톤 맵핑 커브를 향해 최대 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하는 단계, 및 상기 휘도 차이가 상기 제1 기준 휘도 차이보다 크고 상기 제2 기준 휘도 차이보다 작으면, 상기 톤 맵핑 커브를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 커브 변화량은 상기 최소 커브 변화량과 상기 최대 커브 변화량에 대해 인터폴레이션(interpolation)을 수행하여 계산될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 단계는 상기 이전 톤 맵핑 커브의 제1 커브 타입을 확인하는 단계, 상기 톤 맵핑 커브의 제2 커브 타입을 확인하는 단계, 상기 제1 커브 타입과 상기 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입인지 여부를 확인하는 단계, 및 상기 제1 커브 타입과 상기 제2 커브 타입이 상기 동종의 커브 타입이 아니면, 상기 최종 톤 맵핑 커브를 직선 형태를 갖도록 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 커브 타입은 S자 형태의 커브 타입이고, 상기 제2 커브 타입은 C자 형태의 커브 타입일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 커브 타입은 C자 형태의 커브 타입이고, 상기 제2 커브 타입은 S자 형태의 커브 타입일 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널 및 상기 표시 패널을 구동하는 표시 패널 구동 회로를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브를 도출하고, 상기 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교하여 상기 이미지 프레임과 상기 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하며, 상기 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면 상기 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브 및 상기 톤 맵핑 커브에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브를 생성하고, 상기 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면 상기 톤 맵핑 커브를 상기 최종 톤 맵핑 커브로 결정하며, 상기 이미지 프레임에 상기 최종 톤 맵핑 커브를 적용하여 톤 맵핑을 수행할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 상기 휘도 신호에 기초하여 상기 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균을 계산하며, 상기 전계조 휘도 평균, 상기 저계조 휘도 평균 및 상기 고계조 휘도 평균에 기초하여 상기 톤 맵핑 커브에 상응하는 톤 맵핑 함수를 계산함으로써 상기 톤 맵핑 커브를 도출할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호, 블루 색차 신호 및 레드 색차 신호를 추출하고, 상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호, 이전 블루 색차 신호 및 이전 레드 색차 신호를 추출하며, 상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이, 상기 블루 색차 신호와 상기 이전 블루 색차 신호 사이의 블루 색차 차이 및 상기 레드 색차 신호와 상기 이전 레드 색차 신호 사이의 레드 색차 차이를 계산하고, 상기 휘도 차이, 상기 블루 색차 차이 및 상기 레드 색차 차이에 기초하여 상기 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하며, 상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하고, 상기 톤 맵핑 커브를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하여 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하며, 상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하고, 상기 휘도 차이가 제1 기준 휘도 차이보다 작으면 상기 톤 맵핑 커브를 향해 최소 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하며, 상기 휘도 차이가 상기 제1 기준 휘도 차이보다 큰 제2 기준 휘도 차이보다 크면 상기 톤 맵핑 커브를 향해 최대 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하고, 상기 휘도 차이가 상기 제1 기준 휘도 차이보다 크고 상기 제2 기준 휘도 차이보다 작으면 상기 톤 맵핑 커브를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하여 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 이전 톤 맵핑 커브의 제1 커브 타입과 상기 톤 맵핑 커브의 제2 커브 타입을 확인하고, 상기 제1 커브 타입과 상기 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입인지 여부를 확인하며, 상기 제1 커브 타입과 상기 제2 커브 타입이 상기 동종의 커브 타입이 아니면 상기 최종 톤 맵핑 커브를 직선 형태를 갖도록 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브를 도출하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하며, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브 및 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브를 생성하고, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브를 최종 톤 맵핑 커브로 결정하며, 이미지 프레임에 최종 톤 맵핑 커브를 적용하여 톤 맵핑을 수행함으로써, 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행함에 있어 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 상기 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 플리커 없이 이미지 프레임의 명암비를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 상기 이미지-적응 톤 맵핑 방법을 채용함으로써, 사용자에게 고품질의 이미지를 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지-적응 톤 맵핑 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2a는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법에 의해 계산된 톤 맵핑 커브의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법에 의해 계산된 톤 맵핑 커브의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 이미지 프레임에 최종 맵핑 커브를 적용하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 또 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 10a 및 도 10b는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 또 다른 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 12는 도 11의 표시 장치에 포함된 표시 패널 구동 회로 내 톤 맵핑 수행 회로의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 전자 기기를 나타내는 블록도이다.
도 14는 도 13의 표시 장치가 스마트폰으로 구현된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 13의 표시 장치가 헤드 마운트 디스플레이로 구현된 일 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이미지-적응 톤 맵핑 방법을 나타내는 순서도이고, 도 2a는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법에 의해 계산된 톤 맵핑 커브의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 2b는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법에 의해 계산된 톤 맵핑 커브의 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 표시 패널에 표시될 이미지 프레임(즉, 현재 이미지 프레임)에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출(S110)하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교(S120)하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단(S125)하며, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성(S130)하고, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정(S140)하며, 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 적용하여 톤 맵핑을 수행(S150)할 수 있다. 한편, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 표시 패널에 표시될 이미지 프레임마다 상기 단계들(S110, S120, S125, S130, S140, S150)을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 프레임을 구현하기 위한 데이터 신호와 이전 이미지 프레임을 구현하기 위한 이전 데이터 신호는 모두 RGB 신호일 수 있다.
구체적으로, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출(S110)할 수 있다. 즉, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호를 분석하여 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다. 일 실시예에서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 데이터 신호로부터 추출된 휘도 신호에 기초하여 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균을 계산하며, 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균에 기초하여 톤 맵핑 함수를 계산함으로써 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다. 구체적으로, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출할 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호는 RGB 신호인 경우, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 RGB 신호를 YCbCr 신호로 변환하고, YCbCr 신호에서 휘도 신호 즉, Y 신호를 추출할 수 있다. 이후, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 데이터 신호로부터 추출된 휘도 신호에 기초하여 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균을 표시 패널에 포함된 모든 화소들의 화소 휘도(즉, 해당 이미지 프레임에서 해당 화소가 구현할 휘도)들의 평균으로 계산할 수 있다. 이 때, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 표시 패널에 포함된 화소들을 화소 휘도가 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균보다 큰 고계조 휘도 화소들과 화소 휘도가 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균보다 작은 저계조 휘도 화소들로 구분할 수 있다. 한편, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 화소 휘도가 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균과 같은 화소들에 대해서는 요구되는 조건에 따라 고계조 휘도 화소들 또는 저계조 휘도 화소들로 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임의 저계조 휘도 평균을 표시 패널에 포함된 화소들 중 저계조 휘도 화소들의 화소 휘도들의 평균으로 계산하고, 이미지 프레임의 고계조 휘도 평균을 표시 패널에 포함된 화소들 중 고계조 휘도 화소들의 화소 휘도들의 평균으로 계산할 수 있다. 다음, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균에 기초하여 톤 맵핑 함수를 계산함으로써 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다.
한편, 톤 맵핑 커브(GTM)는 S자 형태의 커브 타입, 직선 형태의 직선 타입 또는 C자 형태의 커브 타입을 가질 수 있다. 실시예에 따라, 톤 맵핑 커브(GTM)가 역(inverse) S자 형태의 커브 타입 또는 역 C자 형태의 커브 타입을 가질 수 있으나, 톤 맵핑 커브(GTM)이 역 S자 형태의 커브 타입 또는 역 C자 형태의 커브 타입을 갖게 되면, 톤 맵핑된 이미지 품질이 원래의 이미지 품질보다 나쁜 경우가 많기 때문에 바람직하지 못하다. 일 실시예에서, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 기준 함수(RM)를 기준으로 하여 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다. 이 때, 기준 함수(RM)는 톤 맵핑이 수행되지 않는 경우의 함수를 의미한다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 톤 맵핑 커브(GTM)는 S자 형태의 커브 타입을 가질 수 있다. 구체적으로, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은, 기 설정된 최대 휘도와 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균 사이의 중간값이 이미지 프레임의 고계조 휘도 평균보다 크면, 고계조 구간에서 톤 맵핑 커브(GTM)를 기준 함수(RM)의 위쪽으로 이동(즉, INC1로 표시)시키는 방식으로 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다. 또한, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은, 기 설정된 최소 휘도와 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균 사이의 중간값이 이미지 프레임의 저계조 휘도 평균보다 작으면, 저계조 구간에서 톤 맵핑 커브(GTM)를 기준 함수(RM)의 아래쪽으로 이동(즉, DEC2로 표시)시키는 방식으로 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다. 다른 예를 들어, 도 2b에 도시된 바와 같이, 톤 맵핑 커브(GTM)는 C자 형태의 커브 타입을 가질 수 있다. 구체적으로, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은, 기 설정된 최대 휘도와 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균 사이의 중간값이 이미지 프레임의 고계조 휘도 평균보다 크고, 기 설정된 최소 휘도와 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균 사이의 중간값이 이미지 프레임의 저계조 휘도 평균보다 크면, 전계조 구간에서 톤 맵핑 커브(GTM)를 기준 함수(RM)의 위쪽으로 이동(즉, INC2로 표시)시키는 방식으로 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다. 다만, 이것은 예시적인 것으로서, 톤 맵핑 커브(GTM)는 다양한 방식으로 도출될 수 있다.
다음, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교(S120)하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단(S125)할 수 있다. 일 실시예에서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호는 RGB 신호인 경우, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 RGB 신호를 YCbCr 신호로 변환하고, YCbCr 신호에서 휘도 신호 즉, Y 신호, 블루 색차 신호 즉, Cb 신호 및 레드 색차 신호 즉, Cr 신호를 추출할 수 있다. 이 경우, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 휘도 신호, 블루 색차 신호 및 레드 색차 신호를 추출하고, 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호, 이전 블루 색차 신호 및 이전 레드 색차 신호를 추출하며, 휘도 신호와 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이, 블루 색차 신호와 이전 블루 색차 신호 사이의 블루 색차 차이 및 레드 색차 신호와 이전 레드 색차 신호 사이의 레드 색차 차이를 계산하고, 휘도 차이, 블루 색차 차이 및 레드 색차 차이에 기초하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 휘도 차이가 기 설정된 기준 휘도 차이보다 작고, 블루 색차 차이가 기 설정된 기준 블루 색차 차이보다 작으며, 레드 색차 차이가 기 설정된 기준 레드 색차 차이보다 작으면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 반면에, 휘도 차이가 기 설정된 기준 휘도 차이보다 크거나, 블루 색차 차이가 기 설정된 기준 블루 색차 차이보다 크거나 또는 레드 색차 차이가 기 설정된 기준 레드 색차 차이보다 크면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이 때, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성(S130)할 수 있다. 일 실시예에서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 이전 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하며, 휘도 신호와 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가함으로써 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 이전 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하며, 휘도 신호와 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하고, 휘도 차이가 기 설정된 제1 기준 휘도 차이보다 작으면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 기 설정된 최소 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하며, 휘도 차이가 기 설정된 제2 기준 휘도 차이(이 때, 제2 기준 휘도 차이는 제1 기준 휘도 차이보다 큼)보다 크면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 기 설정된 최대 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하고, 휘도 차이가 기 설정된 제1 기준 휘도 차이보다 크고 기 설정된 제2 기준 휘도 차이보다 작으면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가함으로써 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성할 수 있다. 이 때, 상기 커브 변화량은 기 설정된 최대 커브 변화량과 기 설정된 최소 커브 변화량에 대해 인터폴레이션(예를 들어, 선형 인터폴레이션, 비선형 인터폴레이션 등)을 수행하여 계산될 수 있다. 그 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)는 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)로 바로 결정되는 것이 아니라, 톤 맵핑 커브(GTM)와 이전 톤 맵핑 커브(FGTM) 사이에서 이미지 프레임 변화량을 반영한 최적 톤 맵핑 커브로 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 톤 맵핑 커브(GTM)는 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호를 분석하여 결정되고, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에 상응하는 데이터 신호들은 서로 비슷하기 때문에, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에는 유사한 톤 맵핑 커브(GTM)들이 결정되는 것이 일반적이다. 그러나, 예를 들어, 이미지 프레임의 경계 영역에 전체 휘도에 영향을 줄 수 있는 작은 부분이 표시되는 경우, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들임에도 불구하고 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브(GTM)들이 결정될 수 있다. 이 경우, 상기 작은 부분을 제외한 이미지 프레임의 나머지 부분들은 이전 이미지 프레임과 유사한 휘도로 구현되어야 함에도 불구하고, 상기 작은 부분에 기인하여 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브(GTM)가 바로 적용되면, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에서 상기 작은 부분을 제외한 이미지 프레임의 나머지 부분들에 큰 휘도(또는, 밝기) 차이가 발생할 수 있다. 이러한 휘도 차이는 사용자가 인지 가능한 플리커를 발생시키게 되어 이미지 품질을 저하시킬 수 있다. 따라서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정하지 않고, 톤 맵핑 커브(GTM)와 이전 톤 맵핑 커브(FGTM) 사이에서 이미지 프레임 변화량을 반영한 최적 톤 맵핑 커브를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정함으로써, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에서 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브(GTM)들이 도출되더라도, 현재 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임에 대한 정보를 반영하여 상기 이미지 프레임들 사이에 휘도를 시간적으로 완만하게 변환시켜 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행함에 있어 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명을 이미지-적응 시간적 필터링 처리(image-adaptive temporal filtering processing) 기술로 명명하기로 한다. 또한, 상술한 커브 변화량도 시간적 필터링 변화량으로 명명할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입을 확인하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입을 확인하며, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입인지 여부를 확인하고, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입이면, 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하여 이미지 프레임에 적용될 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성하고, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입이 아니면, 이미지 프레임에 적용될 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 직선 형태를 갖도록 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입은 S자 형태의 커브 타입이고, 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입은 C자 형태의 커브 타입일 수 있다. 다른 실시예에서, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입은 C자 형태의 커브 타입이고, 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입은 S자 형태의 커브 타입일 수 있다. 일반적으로, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)와 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)의 차이가 너무 큰 경우, 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하여 이미지 프레임에 적용될 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성하면, 상기 커브 변화량이 상대적으로 크기 때문에 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생할 수 있다. 이에, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 그 중간 과정으로 이미지 프레임에 적용될 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 직선 형태를 갖도록 생성함으로써, 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생하는 것을 최소화시킬 수 있다. 한편, 연속되는 이미지 프레임들은 유사한 이미지들을 구현할 가능성이 높고, 이전 이미지 프레임에서 현재 이미지 프레임으로 전환될 때 장면 변화가 있는 경우, 다음 이미지 프레임은 현재 이미지 프레임과 유사한 이미지를 구현할 가능성이 높다. 따라서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 다음 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행함에 있어 도출된 톤 맵핑 커브를 향해 커브 변화량을 현재 톤 맵핑 커브에 가하여 다음 이미지 프레임에 적용될 다음 최종 톤 맵핑 커브를 생성할 수 있다.
반면에, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정(S140)할 수 있다. 다시 말하면, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하여 이미지 프레임이 구현하는 장면과 이전 이미지 프레임이 구현하는 이전 장면이 완전히 상이한 경우, 이미지 프레임에 적용될 톤 맵핑 커브(GTM)와 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)가 크게 차이가 나더라도 사용자가 해당 차이에 기인한 휘도 변화를 인지할 수 없으므로, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정함으로써, 이전 이미지 프레임과 관계없이 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 바로 이미지 프레임에 적용(즉, 반영)하는 것이다. 이후, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 상기 단계(S130) 또는 상기 단계(S140)에서 결정된 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 적용하여 톤 맵핑을 수행(S150)할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 이용하여 데이터 신호로부터 추출된 휘도 신호(INPUT)에 대응하는 톤 맵핑이 수행된 출력 휘도 신호(OUTPUT)를 출력함으로써 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 데이터 신호 즉, RGB 신호를 YCbCr 신호로 변환하고, YCbCr 신호 중 휘도 신호(INPUT) 즉, Y 신호를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 이용하여 출력 휘도 신호(OUTPUT) 즉, Y' 신호로 변환(그에 따라, YCbCr 신호는 Y'Cb'Cr' 신호로 변환됨)하며, Y'Cb'Cr' 신호를 R'G'B' 신호로 변환한 후 R'G'B' 신호에 기초하여 이미지 프레임을 표시하는 방식으로 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행할 수 있다.
이와 같이, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하며, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM) 및 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성하고, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정하며, 이미지 프레임에 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 적용하여 톤 맵핑을 수행함으로써, 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행함에 있어 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 플리커 없이 이미지 프레임의 명암비를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 그 결과, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 사용자에게 고품질의 이미지를 제공할 수 있다.
도 4는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 이미지 프레임에 최종 맵핑 커브를 적용하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임(즉, 현재 이미지 프레임)에 상응하는 데이터 신호로부터 휘도 신호, 블루 색차 신호 및 레드 색차 신호를 추출(S210)하고, 이전 데이터 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호, 이전 블루 색차 신호 및 이전 레드 색차 신호를 추출(S220)할 수 있다. 이후, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 휘도 신호와 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이, 블루 색차 신호와 이전 블루 색차 신호 사이의 블루 색차 차이 및 레드 색차 신호와 이전 레드 색차 신호 사이의 레드 색차 차이를 계산(S230)할 수 있다. 다음, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 상기 휘도 차이가 기 설정된 기준 휘도 차이보다 작고, 상기 블루 색차 차이가 기 설정된 기준 블루 색차 차이보다 작으며, 상기 레드 색차 차이가 기 설정된 기준 레드 색차 차이보다 작은지 여부를 확인(S240)할 수 있다. 이 때, 상기 휘도 차이가 기 설정된 기준 휘도 차이보다 작고, 상기 블루 색차 차이가 기 설정된 기준 블루 색차 차이보다 작으며, 상기 레드 색차 차이가 기 설정된 기준 레드 색차 차이보다 작으면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단(S250)할 수 있다. 다시 말하면, 상기 휘도 차이가 기 설정된 기준 휘도 차이보다 작고, 상기 블루 색차 차이가 기 설정된 기준 블루 색차 차이보다 작으며, 상기 레드 색차 차이가 기 설정된 기준 레드 색차 차이보다 작으면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 유의미한 차이가 없다고 판단하는 것이다. 따라서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임을 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들로 판단하여 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성할 수 있다. 반면에, 상기 휘도 차이가 기 설정된 기준 휘도 차이보다 크거나, 상기 블루 색차 차이가 기 설정된 기준 블루 색차 차이보다 크거나 또는 상기 레드 색차 차이가 기 설정된 기준 레드 색차 차이보다 크면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단(S260)할 수 있다. 다시 말하면, 상기 휘도 차이가 기 설정된 기준 휘도 차이보다 크거나, 상기 블루 색차 차이가 기 설정된 기준 블루 색차 차이보다 크거나 또는 상기 레드 색차 차이가 기 설정된 기준 레드 색차 차이보다 크면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 휘도 신호, 블루 색차 신호 또는 레드 색차 신호 면에서 적어도 하나 이상의 유의미한 차이가 있다고 판단하는 것이다. 따라서, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임을 유사한 이미지를 구현하지 않는 이미지 프레임들로 판단하여 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정할 수 있다.
도 5는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 일 예를 나타내는 순서도이고, 도 6은 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출(S310)하고, 이전 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출(S320)하며, 휘도 신호와 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산(S330)할 수 있다. 이후, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량(CV)을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가함으로써 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성(S340)할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 기준 함수(RM)를 기준으로 하여 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다. 이 때, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않았는데도 불구하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)가 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정되어 톤 맵핑이 수행되면, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브들(GTM, PGTM)이 적용되어 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생할 수 있다. 이에, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량(CV)을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하는 방식으로 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성함으로써, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브들(GTM, PGTM)이 적용되는 것을 방지하여 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생하는 것을 최소화시킬 수 있다. 한편, 도 6에서는 톤 맵핑 커브(GTM), 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)가 S자 형태의 커브 타입을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이것은 설명의 편의를 위해 예시한 것으로서, 톤 맵핑 커브(GTM), 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)는 다른 형태의 커브 타입(예를 들어, C자 형태의 커브 타입)을 가질 수 있다.
도 7은 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 다른 예를 나타내는 순서도이고, 도 8은 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM1, FGTM2, FGTM3)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출(S410)하고, 이전 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출(S420)하며, 휘도 신호와 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산(S430)할 수 있다. 이후, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 휘도 차이가 기 설정된 제1 기준 휘도 차이보다 작은지 여부를 확인(S435)할 수 있다. 이 때, 휘도 차이가 기 설정된 제1 기준 휘도 차이보다 작으면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 기 설정된 최소 커브 변화량(MIN)을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM1)를 생성(S440)할 수 있다. 반면에, 휘도 차이가 기 설정된 제1 기준 휘도 차이보다 작지 않으면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 휘도 차이가 기 설정된 제1 기준 휘도 차이보다 작은지 여부를 확인(S445)할 수 있다. 이 때, 휘도 차이가 기 설정된 제2 기준 휘도 차이보다 크면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 기 설정된 최대 커브 변화량(MAX)을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM2)를 생성(S450)할 수 있다. 반면에, 휘도 차이가 기 설정된 제2 기준 휘도 차이보다 크지 않으면(즉, 휘도 차이가 기 설정된 제1 기준 휘도 차이보다 크고 기 설정된 제2 기준 휘도 차이보다 작으면), 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량(CV)을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가함으로써 최종 톤 맵핑 커브(FGTM3)를 생성(S460)할 수 있다. 이 때, 커브 변화량(CV)은 기 설정된 최대 커브 변화량(MAX)과 기 설정된 최소 커브 변화량(MIN)에 대해 인터폴레이션을 수행하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 기준 함수(RM)를 기준으로 하여 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다. 이 때, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않았는데도 불구하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)가 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정되어 톤 맵핑이 수행되면, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브들(GTM, PGTM)이 적용되어 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생할 수 있다. 이에, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 기 설정된 최대 커브 변화량(MAX), 기 설정된 최소 커브 변화량(MIN) 또는 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량(CV)을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하는 방식으로 최종 톤 맵핑 커브(FGTM1, FGTM2, FGTM3)를 생성함으로써, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브들(GTM, PGTM)이 적용되는 것을 방지하여 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생하는 것을 최소화시킬 수 있다. 한편, 도 8에서는 톤 맵핑 커브(GTM), 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 최종 톤 맵핑 커브(FGTM1, FGTM2, FGTM3)가 C자 형태의 커브 타입을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이것은 설명의 편의를 위해 예시한 것으로서, 톤 맵핑 커브(GTM), 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 최종 톤 맵핑 커브(FGTM1, FGTM2, FGTM3)는 다른 형태의 커브 타입(예를 들어, S자 형태의 커브 타입)을 가질 수 있다.
도 9는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 또 다른 예를 나타내는 순서도이고, 도 10a 및 도 10b는 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법이 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 또 다른 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9 내지 도 10b를 참조하면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 및 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입을 확인(S510)하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입을 확인(S520)하며, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입인지 여부를 확인(S530)할 수 있다. 이 때, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입이면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하여 이미지 프레임에 적용될 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성(S540)할 수 있다. 반면에, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입이 아니면, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이미지 프레임에 적용될 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 직선 형태를 갖도록 생성(S550)할 수 있다. 즉, 도 1의 이미지-적응 톤 맵핑 방법은 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)와 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)의 차이가 큰 경우(즉, 커브 타입 변경), 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성하지 않고, 그 중간 과정으로 이미지 프레임에 적용될 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 직선 형태를 갖도록 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 도 10a에 도시된 바와 같이, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입은 C자 형태의 커브 타입이고, 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입은 S자 형태의 커브 타입일 수 있다. 이 경우, 이전 이미지 프레임에서는 C자 형태의 톤 맵핑 커브(PGTM)에 기초하여 톤 맵핑이 수행될 수 있고, 현재 이미지 프레임에서는 일자 형태의 톤 맵핑 커브(FGTM)에 기초하여 톤 맵핑이 수행될 수 있으며, 다음 이미지 프레임에서는 S자 형태의 톤 맵핑 커브(EXGTM)에 기초하여 톤 맵핑이 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입은 S자 형태의 커브 타입이고, 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입은 C자 형태의 커브 타입일 수 있다. 이 경우, 이전 이미지 프레임에서는 S자 형태의 톤 맵핑 커브(PGTM)에 기초하여 톤 맵핑이 수행될 수 있고, 현재 이미지 프레임에서는 일자 형태의 톤 맵핑 커브(FGTM)에 기초하여 톤 맵핑이 수행될 수 있으며, 다음 이미지 프레임에서는 C자 형태의 톤 맵핑 커브(EXGTM)에 기초하여 톤 맵핑이 수행될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이고, 도 12는 도 11의 표시 장치에 포함된 표시 패널 구동 회로 내 톤 맵핑 수행 회로의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 패널(110) 및 표시 패널 구동 회로(120)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(100)는 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 장치(100)는 액정 표시 장치일 수 있다. 다만, 이것은 예시적인 것으로서, 표시 장치(100)가 이들에 한정되지는 않는다.
표시 패널(110)은 복수의 화소(111)들을 포함할 수 있다. 이 때, 표시 패널(110) 내에서 화소(111)들은 매트릭스(matrix) 형태로 배치될 수 있다. 표시 패널 구동 회로(120)는 표시 패널(110)을 구동할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널 구동 회로(120)는 스캔 드라이버, 데이터 드라이버 및 타이밍 컨트롤러를 포함할 수 있다. 표시 패널(110)은 스캔 라인들을 통해 스캔 드라이버에 연결되고, 데이터 라인들을 통해 데이터 드라이버에 연결될 수 있다. 스캔 드라이버는 스캔 라인들을 통해 스캔 신호(SS)를 표시 패널(110) 내 화소(111)들에 제공할 수 있다. 데이터 드라이버는 데이터 라인들을 통해 톤 맵핑된 데이터 신호(DS')를 표시 패널(110) 내 화소(111)들에 제공할 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 복수의 제어 신호들을 생성하여 스캔 드라이버, 데이터 드라이버 등에 제공함으로써, 스캔 드라이버, 데이터 드라이버 등을 제어할 수 있다. 실시예에 따라, 타이밍 컨트롤러는 외부에서 입력된 데이터 신호(DS)에 소정의 프로세싱(예를 들어, 열화 보상 프로세싱 등)을 수행할 수도 있다. 실시예에 따라, 표시 장치(100)가 유기 발광 표시 장치인 경우, 표시 패널 구동 회로(120)는 발광 제어 드라이버를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 발광 제어 드라이버는 발광 제어 라인들을 통해 표시 패널(110)에 연결될 수 있다. 발광 제어 드라이버는 발광 제어 라인들을 통해 발광 제어 신호를 표시 패널(110) 내 화소(111)들에 제공할 수 있다. 실시예에 따라, 표시 장치(100)가 액정 표시 장치인 경우, 표시 장치(100)는 표시 패널(110)에 광을 조사하는 백라이트를 더 포함할 수 있다.
한편, 표시 패널 구동 회로(120)는 표시 패널(110)에 표시될 이미지 프레임마다 톤 맵핑을 수행하여 이미지 프레임의 명암비를 향상시킴으로써 이미지 품질을 높일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널 구동 회로(120)는 표시 패널(110)에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호가 RGB 신호인 경우, RGB 신호를 YCbCr 신호로 변환하고, YCbCr 신호를 최종 톤 맵핑 커브에 기초하여 Y'Cb'Cr' 신호로 변환하며, Y'Cb'Cr' 신호를 R'G'B' 신호로 변환하고, R'G'B' 신호에 기초하여 이미지 프레임을 표시하는 방식으로 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행할 수 있다. 이를 위해, 표시 패널 구동 회로(120)는 상기 동작을 수행하는 톤 맵핑 수행 블록(200)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 표시 패널 구동 회로(120)(즉, 톤 맵핑 수행 블록(200))는 표시 패널(110)에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)에 기초하여 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호(PDS)를 비교하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하며, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM) 및 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성하고, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정하며, 이미지 프레임에 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 적용하여 톤 맵핑을 수행할 수 있다. 이에, 표시 패널 구동 회로(120)는 표시 패널(110) 내 화소(111)들에 톤 맵핑된 데이터 신호(DS')를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 톤 맵핑 수행 블록(200)은 데이터 신호 분석 블록(220), 톤 맵핑 커브 생성 블록(240), 장면 전환 결정 블록(260), 최종 톤 맵핑 커브 생성 블록(280) 및 톤 맵핑 수행 블록(290)을 포함할 수 있다. 데이터 신호 분석 블록(220)은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)를 분석하여 데이터 신호(DS)로부터 휘도 신호(Y), 블루 색차 신호(Cb) 및 레드 색차 신호(Cr)를 추출하고, 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호(PDS)를 분석하여 이전 데이터 신호(PDS)로부터 이전 휘도 신호(PY), 이전 블루 색차 신호(PCb) 및 이전 레드 색차 신호(PCr)를 추출할 수 있다. 톤 맵핑 커브 생성 블록(240)은 데이터 신호 분석 블록(220)으로부터 데이터 신호(DS)로부터 추출된 휘도 신호(Y)를 입력받고, 상기 휘도 신호(Y)에 기초하여 톤 맵핑 커브를 도출할 수 있다. 일 실시예에서, 톤 맵핑 커브 생성 블록(240)은 상기 휘도 신호(Y)에 기초하여 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균을 계산하고, 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균에 기초하여 톤 맵핑 함수를 계산함으로써 톤 맵핑 커브(GTM)를 도출할 수 있다. 이 때, 톤 맵핑 커브 생성 블록(240)은 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균은 표시 패널(110)에 포함된 화소(111)들의 화소 휘도들의 평균으로 계산하고, 표시 패널(110)에 포함된 화소(111)들은 화소 휘도가 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균보다 큰 고계조 휘도 화소들과 화소 휘도가 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균보다 작은 저계조 휘도 화소들로 구분할 수 있다. 또한, 톤 맵핑 커브 생성 블록(240)은 이미지 프레임의 저계조 휘도 평균은 저계조 휘도 화소들의 화소 휘도들의 평균으로 계산하고, 이미지 프레임의 고계조 휘도 평균은 고계조 휘도 화소들의 화소 휘도들의 평균으로 계산할 수 있다.
장면 전환 결정 블록(260)은 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호(PDS)를 비교하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 나타내는 장면 전환 결과 신호(SCS)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 장면 전환 결정 블록(260)은 데이터 신호 분석 블록(220)으로부터 데이터 신호(DS)로부터 추출된 휘도 신호(Y), 블록 색차 신호(Cb) 및 레드 색차 신호(Cr)와 이전 데이터 신호(PDS)로부터 추출된 이전 휘도 신호(PY), 이전 블루 색차 신호(PCb) 및 이전 레드 색차 신호(PCr)를 입력받고, 휘도 신호(Y)와 이전 휘도 신호(PY) 사이의 휘도 차이, 블루 색차 신호(Cb)와 이전 블루 색차 신호(PCb) 사이의 블루 색차 차이 및 레드 색차 신호(Cr)와 이전 레드 색차 신호(PCr) 사이의 레드 색차 차이를 계산하며, 휘도 차이, 블루 색차 차이 및 레드 색차 차이에 기초하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 장면 전환 결정 블록(260)은, 휘도 차이가 기 설정된 기준 휘도 차이보다 작고, 블루 색차 차이가 기 설정된 기준 블루 색차 차이보다 작으며, 레드 색차 차이가 기 설정된 기준 레드 색차 차이보다 작으면, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않았음을 나타내는 장면 전환 결과 신호(SCS)를 생성할 수 있다. 반면에, 장면 전환 결정 블록(260)은, 휘도 차이가 기 설정된 기준 휘도 차이보다 크거나, 블루 색차 차이가 기 설정된 기준 블루 색차 차이보다 크거나 또는 레드 색차 차이가 기 설정된 기준 레드 색차 차이보다 크면, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생했음을 나타내는 장면 전환 결과 신호(SCS)를 생성할 수 있다.
최종 톤 맵핑 커브 생성 블록(280)은 장면 전환 결정 블록(260)에서 출력되는 장면 전환 결과 신호(SCS)를 입력받아 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 확인할 수 있다. 이 때, 최종 톤 맵핑 커브 생성 블록(280)은, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM) 및 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 최종 톤 맵핑 커브 생성 블록(280)은 데이터 신호(DS)로부터 추출된 휘도 신호(Y)와 이전 데이터 신호(PDS)로부터 추출된 이전 휘도 신호(PY) 사이의 휘도 차이를 계산하고, 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 최종 톤 맵핑 커브 생성 블록(280)은 데이터 신호(DS)로부터 추출된 휘도 신호(Y)와 이전 데이터 신호(PDS)로부터 추출된 이전 휘도 신호(PY) 사이의 휘도 차이를 계산하고, 상기 휘도 차이가 기 설정된 제1 기준 휘도 차이보다 작으면 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 최소 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하며, 상기 휘도 차이가 기 설정된 제2 기준 휘도 차이(이 때, 제2 기준 휘도 차이는 제1 기준 휘도 차이보다 큼)보다 크면 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 최대 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하고, 상기 휘도 차이가 기 설정된 제1 기준 휘도 차이보다 크고 기 설정된 제2 기준 휘도 차이보다 작으면 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하여 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 최종 톤 맵핑 커브 생성 블록(280)은 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입을 확인하고, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입을 확인하고, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입인지 여부를 확인하며, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입이면, 톤 맵핑 커브(GTM)를 향해 커브 변화량을 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)에 가하여 이미지 프레임에 적용될 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 생성하고, 이전 톤 맵핑 커브(PGTM)의 제1 커브 타입과 톤 맵핑 커브(GTM)의 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입이 아니면 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 직선 형태를 갖도록 생성할 수 있다. 반면에, 최종 톤 맵핑 커브 생성 블록(280)은, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정할 수 있다. 다만, 이에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
톤 맵핑 수행 블록(290)은 최종 톤 맵핑 커브 생성 블록(280)으로부터 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 입력받고, 이미지 프레임에 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)를 적용하여 톤 맵핑을 수행할 수 있다. 이와 같이, 표시 장치(560)는 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정하지 않고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호(DS)에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브(GTM)와 이전 톤 맵핑 커브(PGTM) 사이에서 이미지 프레임 변화량을 반영한 최적 톤 맵핑 커브를 최종 톤 맵핑 커브(FGTM)로 결정함으로써, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에서 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브들이 도출되더라도, 현재 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임에 대한 정보를 반영하여 이미지 프레임들 사이에 휘도를 시간적으로 완만하게 변환시켜 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행함에 있어 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 표시 장치(100)는 플리커 없이 이미지 프레임의 명암비를 효과적으로 향상시켜 사용자에게 고품질의 이미지를 제공할 수 있다. 한편, 상기에서는 표시 장치(100)가 표시 패널(110) 및 표시 패널 구동 회로(120)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 실시예에 따라, 표시 장치(100)는 다른 구성 요소들(예를 들어, 화소(111)들에 대한 열화 보상을 수행하는 열화 보상 회로 등)을 더 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 전자 기기를 나타내는 블록도이고, 도 14는 도 13의 표시 장치가 스마트폰으로 구현된 일 예를 나타내는 도면이며, 도 15는 도 13의 표시 장치가 헤드 마운트 디스플레이로 구현된 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 전자 기기(500)는 프로세서(510), 메모리 장치(520), 스토리지 장치(530), 입출력(input/output; I/O) 장치(540), 파워 서플라이(550) 및 표시 장치(560)를 포함할 수 있다. 이 때, 표시 장치(560)는 도 11의 표시 장치(100)에 상응할 수 있다. 전자 기기(500)는 비디오 카드, 사운드 카드, 메모리 카드, USB 장치 등과 통신하거나, 또는 다른 시스템들과 통신할 수 있는 여러 포트(port)들을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 전자 기기(500)는 스마트폰으로 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 전자 기기(500)는 헤드 마운트 디스플레이(head mounted display; HMD)로 구현될 수 있다. 다만, 이것은 예시적인 것으로서 전자 기기(500)가 그에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 전자 기기(500)는 텔레비전, 휴대폰, 비디오폰, 스마트 패드(smart pad), 스마트 워치(smart watch), 태블릿(tablet) PC, 차량용 네비게이션 시스템, 컴퓨터 모니터, 노트북 등으로 구현될 수도 있다.
프로세서(510)는 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(510)는 마이크로프로세서(micro processor), 중앙 처리 유닛(central processing unit; CPU), 어플리케이션 프로세서(application processor; AP) 등일 수 있다. 프로세서(510)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus) 등을 통해 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서(510)는 주변 구성 요소 상호 연결(peripheral component interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다. 메모리 장치(520)는 전자 기기(500)의 동작에 필요한 데이터들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(520)는 이피롬(erasable programmable read-only memory; EPROM) 장치, 이이피롬(electrically erasable programmable read-only memory; EEPROM) 장치, 플래시 메모리 장치(flash memory device), 피램(phase change random access memory; PRAM) 장치, 알램(resistance random access memory; RRAM) 장치, 엔에프지엠(nano floating gate memory; NFGM) 장치, 폴리머램(polymer random access memory; PoRAM) 장치, 엠램(magnetic random access memory; MRAM), 에프램(ferroelectric random access memory; FRAM) 장치 등과 같은 비휘발성 메모리 장치 및/또는 디램(dynamic random access memory; DRAM) 장치, 에스램(static random access memory; SRAM) 장치, 모바일 DRAM 장치 등과 같은 휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 스토리지 장치(530)는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive; SSD), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD), 씨디롬(CD-ROM) 등을 포함할 수 있다. 입출력 장치(540)는 키보드, 키패드, 터치패드, 터치스크린, 마우스 등과 같은 입력 수단 및 스피커, 프린터 등과 같은 출력 수단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 표시 장치(560)는 입출력 장치(540)에 포함될 수도 있다. 파워 서플라이(550)는 전자 기기(500)의 동작에 필요한 파워를 공급할 수 있다.
표시 장치(560)는 상기 버스들 또는 다른 통신 링크를 통해서 다른 구성 요소들에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(560)는 유기 발광 표시 장치일 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 장치(560)는 액정 표시 장치일 수 있다. 다만, 이것은 예시적인 것으로서, 표시 장치(560)가 이들에 한정되지는 않는다. 상술한 바와 같이, 표시 장치(560)는 이미지-적응 시간적 필터링 처리 기술을 채용함으로써 플리커 없이 이미지 프레임의 명암비를 효과적으로 향상시켜 사용자에게 고품질의 이미지를 제공할 수 있다. 이를 위해, 표시 장치(560)는 표시 패널 및 표시 패널 구동 회로를 포함할 수 있다. 표시 패널은 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 표시 패널 구동 회로는 표시 패널을 구동할 수 있다. 이 때, 표시 패널 구동 회로는 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브를 도출하고, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교하여 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하며, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브 및 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브를 생성하고, 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브를 최종 톤 맵핑 커브로 결정하며, 이미지 프레임에 최종 톤 맵핑 커브를 적용하여 톤 맵핑을 수행할 수 있다. 이와 같이, 표시 장치(560)는 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 도출된 톤 맵핑 커브를 최종 톤 맵핑 커브로 결정하지 않고, 톤 맵핑 커브와 이전 톤 맵핑 커브 사이에서 이미지 프레임 변화량을 반영한 최적 톤 맵핑 커브를 최종 톤 맵핑 커브로 결정함으로써, 유사한 이미지를 구현하는 이미지 프레임들에서 크게 차이가 나는 톤 맵핑 커브들이 도출되더라도, 현재 이미지 프레임과 이전 이미지 프레임에 대한 정보를 반영하여 이미지 프레임들 사이에 휘도를 시간적으로 완만하게 변환시켜 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 톤 맵핑을 수행함에 있어 사용자가 인지 가능한 플리커가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 다만, 이에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 표시 장치 및 이를 포함하는 모든 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 휴대폰, 스마트폰, 비디오폰, 스마트패드, 스마트워치, 태블릿 PC, 차량용 네비게이션 시스템, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 디지털 카메라, 헤드 마운트 디스플레이 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시 장치 110: 표시 패널
111: 화소 120: 표시 패널 구동 회로
200: 톤 맵핑 수행 회로 220: 데이터 신호 분석 블록
240: 톤 맵핑 커브 생성 블록 260: 장면 전환 결정 블록
280: 최종 톤 맵핑 커브 생성 블록 290: 톤 맵핑 수행 블록
500: 전자 기기 510: 프로세서
520: 메모리 장치 530: 스토리지 장치
540: 입출력 장치 550: 파워 서플라이
560: 표시 장치

Claims (20)

  1. 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브를 도출하는 단계;
    상기 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교하여 상기 이미지 프레임과 상기 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면, 상기 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브 및 상기 톤 맵핑 커브에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 단계;
    상기 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면, 상기 톤 맵핑 커브를 상기 최종 톤 맵핑 커브로 결정하는 단계; 및
    상기 이미지 프레임에 상기 최종 톤 맵핑 커브를 적용하여 톤 맵핑을 수행하는 단계를 포함하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 신호와 상기 이전 데이터 신호는 RGB 신호들인 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 톤 맵핑 커브를 도출하는 단계는
    상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하는 단계;
    상기 휘도 신호에 기초하여 상기 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균을 계산하는 단계; 및
    상기 전계조 휘도 평균, 상기 저계조 휘도 평균 및 상기 고계조 휘도 평균에 기초하여 상기 톤 맵핑 커브에 상응하는 톤 맵핑 함수를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전계조 휘도 평균은 상기 표시 패널에 포함된 화소들의 화소 휘도들의 평균으로 계산되고, 상기 화소들은 상기 화소 휘도가 상기 전계조 휘도 평균보다 큰 고계조 휘도 화소들과 상기 화소 휘도가 상기 전계조 휘도 평균보다 작은 저계조 휘도 화소들로 구분되는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 저계조 휘도 평균은 상기 저계조 휘도 화소들의 상기 화소 휘도들의 평균으로 계산되고, 상기 고계조 휘도 평균은 상기 고계조 휘도 화소들의 상기 화소 휘도들의 평균으로 계산되는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하는 단계는
    상기 데이터 신호로부터 휘도 신호, 블루 색차 신호 및 레드 색차 신호를 추출하는 단계;
    상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호, 이전 블루 색차 신호 및 이전 레드 색차 신호를 추출하는 단계;
    상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이, 상기 블루 색차 신호와 상기 이전 블루 색차 신호 사이의 블루 색차 차이 및 상기 레드 색차 신호와 상기 이전 레드 색차 신호 사이의 레드 색차 차이를 계산하는 단계; 및
    상기 휘도 차이, 상기 블루 색차 차이 및 상기 레드 색차 차이에 기초하여 상기 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 휘도 차이가 기준 휘도 차이보다 작고, 상기 블루 색차 차이가 기준 블루 색차 차이보다 작으며, 상기 레드 색차 차이가 기준 레드 색차 차이보다 작으면, 상기 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 휘도 차이가 상기 기준 휘도 차이보다 크거나, 상기 블루 색차 차이가 상기 기준 블루 색차 차이보다 크거나 또는 상기 레드 색차 차이가 상기 기준 레드 색차 차이보다 크면, 상기 장면 전환이 발생한 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 단계는
    상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하는 단계;
    상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하는 단계;
    상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하는 단계;
    상기 톤 맵핑 커브를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 단계는
    상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하는 단계;
    상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하는 단계;
    상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하는 단계;
    상기 휘도 차이가 제1 기준 휘도 차이보다 작으면, 상기 톤 맵핑 커브를 향해 최소 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하는 단계;
    상기 휘도 차이가 상기 제1 기준 휘도 차이보다 큰 제2 기준 휘도 차이보다 크면, 상기 톤 맵핑 커브를 향해 최대 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하는 단계; 및
    상기 휘도 차이가 상기 제1 기준 휘도 차이보다 크고 상기 제2 기준 휘도 차이보다 작으면, 상기 톤 맵핑 커브를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 커브 변화량은 상기 최소 커브 변화량과 상기 최대 커브 변화량에 대해 인터폴레이션(interpolation)을 수행하여 계산되는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 단계는
    상기 이전 톤 맵핑 커브의 제1 커브 타입을 확인하는 단계;
    상기 톤 맵핑 커브의 제2 커브 타입을 확인하는 단계;
    상기 제1 커브 타입과 상기 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입인지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 커브 타입과 상기 제2 커브 타입이 상기 동종의 커브 타입이 아니면, 상기 최종 톤 맵핑 커브를 직선 형태를 갖도록 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 커브 타입은 S자 형태의 커브 타입이고, 상기 제2 커브 타입은 C자 형태의 커브 타입인 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 커브 타입은 C자 형태의 커브 타입이고, 상기 제2 커브 타입은 S자 형태의 커브 타입인 것을 특징으로 하는 이미지-적응 톤 맵핑 방법.
  15. 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널을 구동하는 표시 패널 구동 회로를 포함하고,
    상기 표시 패널 구동 회로는 상기 표시 패널에 표시될 이미지 프레임에 상응하는 데이터 신호에 기초하여 톤 맵핑 커브를 도출하고, 상기 데이터 신호와 이전 이미지 프레임에 상응하는 이전 데이터 신호를 비교하여 상기 이미지 프레임과 상기 이전 이미지 프레임 사이에 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하며, 상기 장면 전환이 발생하지 않은 것으로 판단되면 상기 이전 이미지 프레임에 적용된 이전 톤 맵핑 커브 및 상기 톤 맵핑 커브에 기초하여 최종 톤 맵핑 커브를 생성하고, 상기 장면 전환이 발생한 것으로 판단되면 상기 톤 맵핑 커브를 상기 최종 톤 맵핑 커브로 결정하며, 상기 이미지 프레임에 상기 최종 톤 맵핑 커브를 적용하여 톤 맵핑을 수행하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 상기 휘도 신호에 기초하여 상기 이미지 프레임의 전계조 휘도 평균, 저계조 휘도 평균 및 고계조 휘도 평균을 계산하며, 상기 전계조 휘도 평균, 상기 저계조 휘도 평균 및 상기 고계조 휘도 평균에 기초하여 상기 톤 맵핑 커브에 상응하는 톤 맵핑 함수를 계산함으로써 상기 톤 맵핑 커브를 도출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호, 블루 색차 신호 및 레드 색차 신호를 추출하고, 상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호, 이전 블루 색차 신호 및 이전 레드 색차 신호를 추출하며, 상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이, 상기 블루 색차 신호와 상기 이전 블루 색차 신호 사이의 블루 색차 차이 및 상기 레드 색차 신호와 상기 이전 레드 색차 신호 사이의 레드 색차 차이를 계산하고, 상기 휘도 차이, 상기 블루 색차 차이 및 상기 레드 색차 차이에 기초하여 상기 장면 전환이 발생한 것인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하며, 상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하고, 상기 톤 맵핑 커브를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하여 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 데이터 신호로부터 휘도 신호를 추출하고, 상기 이전 데이터 신호로부터 이전 휘도 신호를 추출하며, 상기 휘도 신호와 상기 이전 휘도 신호 사이의 휘도 차이를 계산하고, 상기 휘도 차이가 제1 기준 휘도 차이보다 작으면 상기 톤 맵핑 커브를 향해 최소 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하며, 상기 휘도 차이가 상기 제1 기준 휘도 차이보다 큰 제2 기준 휘도 차이보다 크면 상기 톤 맵핑 커브를 향해 최대 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하고, 상기 휘도 차이가 상기 제1 기준 휘도 차이보다 크고 상기 제2 기준 휘도 차이보다 작으면 상기 톤 맵핑 커브를 향해 상기 휘도 차이에 상응하는 커브 변화량을 상기 이전 톤 맵핑 커브에 가하여 상기 최종 톤 맵핑 커브를 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 표시 패널 구동 회로는 상기 이전 톤 맵핑 커브의 제1 커브 타입과 상기 톤 맵핑 커브의 제2 커브 타입을 확인하고, 상기 제1 커브 타입과 상기 제2 커브 타입이 동종의 커브 타입인지 여부를 확인하며, 상기 제1 커브 타입과 상기 제2 커브 타입이 상기 동종의 커브 타입이 아니면 상기 최종 톤 맵핑 커브를 직선 형태를 갖도록 생성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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